Труды КНЦ. Технические науки. – 2026. - № 1

окисление Fe(II), наиболее хромофорного и легко мигрирующего, до Fe(III). Хотя ионы железа(Ш) обладают окраской, в агрессивной окислительной среде при кипячении они легче переходят в растворимые, легковымываемые комплексы или гидроксиды. Особенно важным для некоторых технологических операций, таких как последующая модификация поверхности кремнезема с помощью химического и физико-химического взаимодействия с поверхностными гидроксильными группами, является эффект изменения поверхности самого кремнезема. Происходит ее дополнительное гидроксилирование, что увеличивает количество силанольных групп и может способствовать выщелачиванию некоторых ионов металлов. Таким образом, кипячение образца аморфного кремнезема в перекиси водорода может способствовать его очищению и активации его поверхности к дальнейшим технологическим операциям. При этом необходимо понимать, какими возможными загрязнителями вызвано изменение окраски кремнезема. Если это SiO 2 , входящий в состав исходного вещества, например опоки [Мелконян и др., 2008; Бузаева и др., 2010; Зорина и др., 2011], то с большой вероятностью в нем могут преобладать органические примеси различной природы, а также сорбированные из почвы катионы металлов. Если же это диоксид кремния, полученный из минерального сырья [Mayorov, Velyaev, 2023; Майоров, Веляев, 2023; Recent strategy..., 2025; Shi, 2025], то необходимо знать исходный состав такого сырья, что позволит прогнозировать основные источники появления окраски. Понимание этого дает ключ к решению проблемы очистки и позволит установить, достаточно ли использовать, например, одну концентрированную перекись водорода или необходимо применять ее в тандеме с другими окислителями или комплексообразователями. Для кремнезема, полученного из нефелинового концентрата, вероятно, характерно загрязнение конечного продукта железом [Матвеев и др., 2013], которое в количестве до 3 % содержится в исходном сырье и при этом не отделяется в виде квасцов в процессе реализации сернокислотной технологии по выделению аморфного диоксида кремния из него. Соответственно, с учетом этого факта, достаточным способом очистки будет использование концентрированной H 2 O 2 , которая удалит остаточные катионы железа, а также активирует поверхность кремнезема для дальнейшей ее модификации для использования в качестве селективного сорбента [NM ez et al., 2008; Веляев и др., 2024; Bagheri, Shokrollahi, 2024]. Таким образом, целью данной работы было осветление поверхности кремнезема, полученного из нефелина, путем его высокотемпературной обработки в растворе Н 2 О 2 и изучение морфологии поверхности, а также структурно-поверхностных свойств полученного продукта в сравнении с исходным SiO 2 . Эксперим ентальная часть и методы Методика получения аморфного диоксида кремния из нефелинового концентрата (НК) состояла в следующем. НК разлагали в течение 10 мин 15 % H 2 SO 4 при ее расходе 100 % от стехиометрического количества на E(Al 2 Oзкр., Na 2 O, K 2 O) с последующим отделением кремнеземсодержащего раствора от нерастворимого минерального остатка фильтрацией на нутч-фильтре. Фильтрат охлаждали до 12 °С для кристаллизации из него алюмокалиевых квасцов, которые отделяли фильтрацией. Из полученного кремнийсодержащего раствора ацетоном экстрагировали SiO 2 при объемном отношении раствор:экстрагент = 3:1 в течение 30 мин в лабораторном экстракторе ПЭ-8110 фирмы «Экрос». По завершении процесса экстракт, содержащий SiO 2 , отделяли от маточного раствора деконтацией и упаривали на песчаной бане до образования геля SiO 2 , который сушили при 105 оС с последующей водной промывкой на фильтре до достижения рН промводы ~7. Отмытый кремнезем повторно сушили при 105°С до постоянной массы (образец 1). Полученный образец 1 репульпировали в десятикратном по отношению к навеске SiO 2 объеме 35 % Н 2 О 2 с целью его осветления и гидроксилирования поверхности. Процесс вели при постоянном перемешивании со скоростью 250 оборотов в минуту с использованием верхнеприводного перемеривающего устройства ПЭ -8300 «Экрос» в течение 3,5 ч при температуре 60 °С. По завершении процесса гидроксилированный диоксид кремния отделяли фильтрованием на нутч-фильтре от раствора Н2О2 и сушили при температуре 60 °С до постоянной массы (образец 2). Морфология поверхности образцов изучалась с помощью растрового электронного микроскопа Phenom ProX при ускоряющем напряжении 10 кВ. Рентгеноспектральный микроанализ (РСМА) проводили Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2026. Т. 17, № 1. С. 12-22. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2026. Vol. 17, No. 1. P. 12-22. © Веляев Ю. О., Майоров Д. В., 2026 1 4